Minulý štvrťrok k nám prišiel klient so zdravotníckymi pomôckami po tom, čo prepálil 180 000 dolárov za neúspešný program prelisovania. Ich predchádzajúci dodávateľ sľuboval úsporu nákladov. To, čo dodali, bola miera šrotovnosti 23 %, šesťtýždňové oneskorenie výroby a varovný list FDA s odkazom na nekonzistentnú dokumentáciu o pevnosti spoja.
Hlavná príčina? Pre ročný program s objemom 40 000-jednotkových jednotiek si vybrali prelisovanie. Bod zvratu pre geometriu ich dielov bol 9 200 jednotiek.
Toto nie je zriedkavá chyba. Na základe údajov o našich projektoch za posledné tri roky, zhruba 4 z 10 žiadostí, ktoré dostaneme, špecifikujú nesprávny proces ešte pred začatím technického preskúmania. Špecifikácia zvyčajne pochádza z nákladových predpokladov, ktoré ignorujú ekonomiku doby cyklu, alebo od inžinierov, ktorí majú skúsenosti len s jednou metódou.
Tento článok vám nedá vyváženú odpoveď typu „záleží“. Ukážeme vám, kam presne idú peniaze, ktoré scenáre uprednostňujú jednotlivé procesy a na aké otázky váš súčasný dodávateľ pravdepodobne neodpovedá.
Skutočný rozdiel v nákladoch nikto nepíše
Väčšina porovnávacích článkov uvádza rozsahy. "20 000 až 100 000 $ za dvoj{5}}nástroje." To vám nehovorí nič užitočné.
Tu je to, koľko skutočne stojí 30 000-jednotkový ročný program na základe rukoväte s dvojitou tvrdosťou (PP substrát + TPE rukoväť), ktorú sme citovali minulý mesiac:
| Nákladový prvok | Dva-výstrely | Prelisovanie | Rozdiel |
|---|---|---|---|
| Investície do nástrojov | $72,000 | $18,500 | +$53,500 |
| Na-jednotkové výrobné náklady | $2.10 | $4.80 | -$2.70 |
| Ročná produkcia (30 000 kusov) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
| Rok 1 Celkom | $135,000 | $162,500 | -$27,500 |
| Rok 2 spolu (žiadne nové nástroje) | $63,000 | $144,000 | -$81,000 |
Do 14. mesiaca sa vyššia investícia do nástrojov vráti sama. Do tretieho roku ste ušetrili 135 500 dolárov. Rozšírte na typický päť{4}}ročný životný cyklus produktu a rozdiel presiahne 200 000 USD.
Napriek tomu obstarávacie tímy dôsledne volia prelisovanie pre programy nad 15 000 ročných jednotiek, pretože cenová ponuka nástrojov vyzerá priateľskejšie. Výpočet na-kus sa zahrabe do výrobných rozpočtov, ktoré zasahujú do rôznych nákladových stredísk.
Hraničná-hranica rentability pre väčšinu duálnych{1}}súčiastok materiálu je medzi 8 000 a 10 000 ročnými jednotkami.
Pod tým vyhráva overmolding. Navyše každá ďalšia jednotka rozširuje výhodu dvoch{1}}rán.
Prečo je čas cyklu číslom, ktoré váš dodávateľ dúfa, že budete ignorovať
Náklady na nástroje sa skúmajú. Čas cyklu zriedka.
Dvojitým{0}}tvarovaním sa vytvorí hotová dvojdielna{1}}materiálová časť každých 35 až 60 sekúnd. Oba materiály sa vstrekujú postupne v rámci jedného upnutého cyklu. Žiadny zásah operátora. Žiadny presun častí medzi stanicami.
Preformovanie vyžaduje formovanie substrátu, jeho ochladzovanie, fyzické premiestnenie do druhej formy a potom spustenie cyklu preformovania. Celkový uplynutý čas: 65 až 110 sekúnd na hotový diel.
Na jednom lise s 8 000 výrobnými hodinami ročne sa tento rozdiel premieta do približne 640 000 dvoj{4}}dielov oproti 320 000 prelisovaných dielov. Rovnaký stroj. Rovnaká podlahová plocha. Rovnaká pracovná réžia. Zdvojnásobte výstup.
Keď dodávatelia ponúkajú prelisovanie za konkurencieschopné{0}}kusové ceny, opýtajte sa, ako počítajú využitie lisu. Niektoré absorbujú stratu efektívnosti prostredníctvom nižších marží. Iní ho obnovia prostredníctvom kompromisov v oblasti kvality, ktoré nezistíte, kým sa rozbehne výroba.
Problém pevnosti väzby, ktorý vytvára nároky na záruku
Tu sa materiálna veda stretáva s finančnou zodpovednosťou.
Pri dvoj{0}}tvarovaní sa druhý materiál dostane do kontaktu s prvým substrátom, keď je ešte pri zvýšenej teplote. Polymérne reťazce sa na hranici prelínajú. Výsledkom je chemická väzba, ktorá často prevyšuje kohéznu pevnosť samotného mäkšieho materiálu. Zlyhanie testu vytiahnutia-nastane vo vrstve TPE, nie na rozhraní.
Overmolding pracuje s vychladeným substrátom. Lepenie sa viac spolieha na mechanické spojenie a kompatibilitu povrchovej energie. Keď to funguje, tak to funguje dobre. Keď sa párovanie materiálu alebo podmienky procesu mierne posunú mimo optimálne okná, získate delamináciu, ktorá prejde počiatočnou kontrolou, ale pri použití v teréne zlyhá.
Publikované údaje o adhézii od spoločnosti Avient ukazujú, že ich skonštruované triedy TPE dosahujú pevnosť väzby 26+ pli na substrátoch PC/ABS pri správne vykonanom prelisovaní. Konkurenčné materiály niekedy testujú pod 13 pli, čo predstavuje funkčný prah pre väčšinu aplikácií priľnavosti. Táto 2-násobná výkonnostná medzera sa neprejaví v porovnaní materiálových nákladov. Zobrazuje sa v záručných rezervách.
Vystuženie sklenenými vláknami túto výzvu ešte zvyšuje. Výskum publikovaný v Polymer Engineering & Science preukázal, že PA substráty s obsahom vlákien vyšším ako 30 % trpia merateľnou degradáciou adhézie. Orientácia vlákien na povrchu zmenšuje dostupnú plochu kontaktu s polymérom pre prelis. Ak vaša špecifikácia vyžaduje vysokú tuhosť a mäkký-dotykový prelis, očakávajte rozšírené kvalifikačné testovanie bez ohľadu na to, ktorý proces si vyberiete.
Kombinácie materiálov, ktoré ticho zlyhajú
Niektoré párovania nielenže nefungujú dobre. Vytvárajú bezpečnostné riziká.
POM substráty sa nikdy nesmú dostať do kontaktu s PVC alebo TPV prelismi. Pri chemickej reakcii sa uvoľňuje plynná kyselina chlorovodíková. Za posledných osemnásť mesiacov sme odmietli tri RFQ, ktoré špecifikovali túto kombináciu. Inžinieri požadujúci cenové ponuky si neboli vedomí nezlučiteľnosti. Zrejme ani ich predchádzajúci dodávatelia, ktorí citovali prácu.
Štandardné typy TPE predávané ako „univerzálne“ často vyžadujú úpravu povrchu, aby sa spoľahlivo spojili s ABS, PC alebo nylonovými substrátmi. Slovo „kompatibilné“ v údajovom liste materiálu neznamená „spoje bez dodatočných procesných krokov“. To znamená, že materiály sa navzájom chemicky nenapadnú.
Polypropylénové substráty sa prirodzene párujú s TPE na báze SEBS{0}}. To je dôvod, prečo spotrebiteľské rukoväte, rukoväte zubných kefiek a obalové aplikácie smerujú ku kombináciám PP+TPE. Chémia sa vyrovnáva. Miery zmršťovania sa vyrovnávajú. Okná spracovania sa prekrývajú.
Keď nás zákazníci požiadajú o vyhodnotenie neštandardných kombinácií materiálov, vykonáme testovanie viazaných vzoriek predtým, ako sa pustíme do výroby nástrojov. Náklady na dvadsať skúšobných vzoriek sú triviálne v porovnaní so zistením porúch adhézie po znížení nástrojov v hodnote 50 000 USD.
Otázka tolerancie, ktorá oddeľuje aplikácie
Požiadavky na presnosť často diktujú výber procesu pred začatím analýzy nákladov.
Dvoj{0}}tvarovanie zachováva registráciu hraníc materiálu v rozmedzí 0,1 mm. Obidva výstrely sa vyskytujú v rovnakej upnutej forme bez prenosu fyzickej časti. Substrát sa nemôže posúvať. Presnosť polohy, ktorú navrhnete, je presnosť polohovania, ktorú získate.
Overmolding zavádza prenosové premenné. Substrát musí byť umiestnený do prelisovanej dutiny operátorom alebo robotom. Opotrebenie upínadla sa hromadí počas výrobných sérií. Tepelná kontrakcia medzi prvou formou a druhou formou vytvára rozmerový posun. Pre aplikácie, kde sú hranice materiálu čisto funkčné (zóny uchopenia, tesniace plochy), je táto variabilita prijateľná. Pri aplikáciách, kde sú hranice materiálu viditeľné a estetické (podsvietené tlačidlá, farebne-blokované kryty, označenia zdravotníckych pomôcok), sa variabilita stáva kozmetickou chybou.
Automobilové interiérové komponenty s osvetlenou grafikou, herné periférie s hmatovým ohraničením zón a zdravotnícke zariadenia s farebne-kódovanými indikátormi funkcií zvyčajne vyžadujú dvoj{1}}presnosť. Spotrebné výrobky so skrytými úchopovými plochami, priemyselnými rukoväťami nástrojov a nákladnými -komoditnými časťami často tolerujú variabilitu zaliatia.
Objemové scenáre, kde je „nesprávna“ voľba v skutočnosti správna
Zlomová{0}}matematika sa vzťahuje na produkciu v ustálenom{1}}stave. Skutočné programy sa len zriedka riadia predpokladmi ustáleného stavu-.
Scenár: Overenie trhu pred záväzkom
Startup so spotrebnou elektronikou potrebuje 2 500 jednotiek na otestovanie odozvy maloobchodného kanála predtým, ako sa zaviaže k masovej výrobe nástrojov. Prelisovanie za 4,80 USD za jednotku s nástrojmi v hodnote 18 500 USD stojí celkovo 30 500 USD. Dva-výstrely za 8,20 USD za jednotku s nástrojmi v hodnote 72 000 USD spolu stoja 92 500 USD.
Ak produkt zlyhá pri overení trhu, startup stratí 30 500 USD namiesto 92 500 USD. Ak produkt uspeje a rozšíri sa na 50 000 ročných jednotiek, investujú do dvoj{6}}náradia vo výrobnej fáze a odpíšu prototyp zalisovaného nástroja ako náklady na overenie.
Tento postupný prístup dáva finančný zmysel, keď je vhodnosť produktu-na trhu neistá. Nemá zmysel, keď sú odhady objemu spoľahlivé a životný cyklus produktu presahuje dva roky.
Scenár: Integrácia kovovej vložky
Výrobca priemyselných zariadení vyžaduje prelisované hliníkové chladiče pre kryty ovládačov motora. Hliníkový substrát je CNC opracovaný špeciálnym dodávateľom a následne prelisovaný sklom -naplneným nylonom pre štrukturálnu integráciu.
Dvoj{0}}tvarovanie nie je vhodné pre kovové substráty. Proces je vo svojej podstate plastický-k{3}}plastu. Overmolding, alebo presnejšie vložkové formovanie, je jediný životaschopný prístup. Porovnanie nákladov je irelevantné, pretože existuje len jedna možnosť.
Scenár: Existujúca kapacita lisu
Regionálny formovač s pätnástimi štandardnými vstrekovacími lismi dostane RFQ na dvoj{0}}výstrel. Chýba im rotačná-doska. Možnosti zahŕňajú: kapitálovú investíciu do-možnosti dvoch výstrelov, outsourcing u špeciálneho formovača alebo navrhnutie alternatívy prelisovania na existujúcom zariadení.
U tohto formovača sa prelisovaním zachováva marža, ktorá by sa inak preniesla na konkurenta alebo by si vyžadovala kapitálové výdavky. Pre zákazníka závisí výpočet od toho, či nákladová štruktúra formovača dokáže absorbovať penalizáciu účinnosti bez kompromisov v kvalite.
Čo sa stane, keď prerastiete svoju počiatočnú voľbu procesu
Stredný program prepínania procesov- nesie náklady, ktoré nie sú uvedené v úvodzovkách nástrojov.
Prechod z prelisovania na dvoj{0}}výstrel vyžaduje kompletnú výmenu nástrojov. Váš existujúci overmold nástroj nie je možné upraviť. Dodacia lehota na nové dvoj{3}}nástroje trvá osem až štrnásť týždňov v závislosti od zložitosti. Počas prechodu máte paralelnú výrobu alebo budujete bezpečnostný sklad.
Validačné zaťaženie sa pre regulované odvetvia znásobuje. Predloženia zdravotníckych pomôcok, ktoré dokumentujú parametre procesu prelisovania, vyžadujú úpravu pri zmene typu procesu. Automobilovú dokumentáciu PPAP je potrebné odoslať znova. Tímy inžinierov zákazníkov musia znova-schváliť novú metódu výroby.
Videli sme, že programy absorbujú 40 USD000+ na prechodných nákladoch (odpis-nástrojov, náklady na overenie, prerušenie výroby), ktorým by sa dalo predísť, ak by ste na začiatku vybrali dve-zábery. Pôvodné rozhodnutie ušetrilo 15 000 dolárov na nástrojoch. Korekcia stála takmer trojnásobok tejto sumy.
Inteligentnejší prístup, keď sú odhady objemu neisté, začleňuje voliteľnosť do počiatočnej programovej štruktúry. Navrhnite geometriu dielu tak, aby vyhovovala každému procesu. Kvalifikujte materiály, ktoré fungujú v oboch metódach. Ak začnete s prelisovaním a neskôr sa zväčšíte, prechod sa stane investíciou do nástrojov a nie revíziou dizajnu.
Signály výberu dodávateľa, ktoré predpovedajú problémy
Nie každý tvorca reklamy na dva{0}}výstrely má skutočné odborné znalosti.
Zariadenie s jedným rotačným-doskovým lisom a obmedzenou históriou dvoch{1}}rán experimentuje s vaším projektom. Zariadenie bežiace denne na dva-zábery vo viacerých programoch inštitucionalizovalo kmeňové znalosti, ktoré bránia šrotu.
Otázky, ktoré sa oplatí položiť pred záväzkom k nástroju:
Otázka: Koľko dvoj{0}}nástrojov ste vytvorili za posledných 24 mesiacov?
Odpoveď: Ak je odpoveď menej ako päť, pravdepodobne patríte medzi ich prvé komplexné programy.
Otázka: Aká bola vaša šrotovnosť pri podobných kombináciách materiálov počas rozbehu výroby?
Odpoveď: Vyhýbavé odpovede naznačujú, že túto metriku nesledujú alebo nie sú hrdí na výsledok.
Otázka: Môžete zobraziť overovacie údaje z porovnateľnej dlhopisovej-kritickej aplikácie?
Odpoveď: Publikované výsledky testov priľnavosti naznačujú technickú presnosť. „Verte nám, funguje to“ znamená, že vývoj procesov prebieha s vaším rozpočtom.
Otázka: Vlastníte dizajn nástrojov alebo ho outsourcujete?
Odpoveď: Dodávatelia, ktorí outsourcujú komplexný dizajn foriem, môžu mať problémy s riešením problémov vo výrobe, ktoré sa spájajú s rozhodnutiami o nástrojoch, ktoré neurobili.
Programy zdravotníckych pomôcok majú dodatočnú kontrolu. Certifikácia ISO 13485, overené systémy merania, zdokumentované kontroly procesov a infraštruktúra sledovateľnosti predstavujú základné požiadavky. Dva-lekárske práce sa sústreďujú medzi špecialistov, pretože regulačná záťaž odfiltruje všeobecných plesnivcov.
Tímy obstarávania uhlov udržateľnosti začínajú vyžadovať
Metriky vplyvu na životné prostredie prechádzajú z marketingových materiálov na hodnotiace kritériá RFQ.
Dvoj{0}}procesy uvádzajú plytvanie materiálom pod 1 %. Oba výstrely sa vyskytujú v uzavretom systéme. Bežce a vtoky môžu byť prebrúsené a znovu zavedené. Neexistuje žiadna manipulácia so šrotom z presunu dielov medzi stanicami.
Miera odpadu z formovania sa líši v širšom rozsahu v závislosti od spôsobu prenosu, manipulácie operátora a podmienok skladovania substrátu. Znečistenie z manipulácie alebo nesprávneho skladovania vedie k poruchám spoja zachyteným pri kontrole. Odmietnuté časti nemožno prebrúsiť, pretože obsahujú spojené viac{2}}materiálové štruktúry.
Výhoda konsolidácie presahuje rámec priameho plytvania. Eliminácia sekundárnych montážnych krokov znižuje spotrebu energie, prepravné emisie a obalové materiály medzi jednotlivými fázami procesu. Pre výrobcov OEM, ktorí zostavujú dokumentáciu hodnotenia životného cyklu alebo reagujú na zákaznícke tabuľky udržateľnosti, zjednodušuje jedno-dvojprocesová{3}}výroba{3}} uhlíkové účtovanie.
Všetky -elektrické dvoj{1}}lisy spotrebúvajú približne o 50 % menej energie ako hydraulické ekvivalenty. Pri programoch, kde spotreba energie ovplyvňuje celkové náklady na vlastníctvo, záleží na type stroja rovnako ako na type procesu.
Rozhodovací rámec: Čestné otázky pred RFQ
Namiesto kontrolného zoznamu, ktorý sa vzťahuje na každú situáciu, sú tu otázky, ktoré odhaľujú skutočné obmedzenia:
Aká je vaša obhájiteľná prognóza objemu na roky jeden až tri?
Ak by rok-tretí objem mohol byť reálne dvojnásobkom alebo polovicou roku-prvého, samotná neistota je premennou. Prelisovanie môže mať zmysel ako zabezpečený vstupný bod, aj keď dvoj{3}}ekonomika vyzerá lepšie na papieri.
Je kombinácia materiálov overená alebo experimentálna?
Zavedené páry (PP+TPE, PC+TPU) prinášajú nižšie kvalifikačné riziko. Nové kombinácie si vyžadujú investíciu do testovania, ktorá posunie-výpočet rovnováhy.
Akú toleranciu vlastne aplikácia vyžaduje?
Mnohé RFQ preberajú špecifikácie tolerancie z predchádzajúcich generácií produktov bez toho, aby prehodnocovali, či sa požiadavka zhoduje so súčasným dizajnom. Postačovali by prísnejšie tolerancie, než sú potrebné, programy posúvania smerom k-dvom ranám pri prelisovaní.
Kto znáša konštrukčné riziko, ak pevnosť spoja v teréne zlyhá?
Niektorí zákazníci špecifikujú spôsob procesu; iné špecifikujú požiadavky na výkon a nechávajú dodávateľov vybrať si metódy. Posledný prístup prenáša riziko na dodávateľa, čo mení dynamiku tvorby cien.
Aké sú vaše náklady na prechod, ak sa počiatočné predpoklady ukážu ako nesprávne?
Programy s regulačným zaťažením overovania, dlhými životnými cyklami produktov alebo obmedzenými možnosťami alternatívnych dodávateľov platia vyššie ceny za stredné{0}}korekcie programu.
Čo sme sa naučili behom oboch procesov
ABIS prevádzkuje špecializované dvoj{0}}bunky popri konvenčnej kapacite na zalievanie. Neobhajujeme jeden proces, pretože to je všetko, čo robíme.
Naša dvoj{0}} práca sa sústreďuje na medicínske zariadenia, automobilové interiérové komponenty a spotrebnú elektroniku, kde presnosť, integrita spoja alebo objemová ekonomika odôvodňujú investíciu do nástrojov. Naša práca s prelisovaním slúži na aplikácie kovových-vložiek, prototypové programy a-výrobu menšieho množstva, ak proces vyhovuje komerčným požiadavkám.
Klienti, ktorí získajú najväčšiu hodnotu z našich inžinierskych recenzií, sú tí, ktorí nám prinesú geometriu a výkonové špecifikácie predtým, ako zamknú predpoklady procesu. Obmedzenia, ktoré by mali riadiť výber procesov, často žijú v dokumentoch požiadaviek, ktoré sa nedostanú k tímu obstarávania, kým odpovede na RFQ nevrátia nesprávne zarovnané.
Ak hodnotíte dodávateľov pre duálny{0}}materiálový program a chcete technické posúdenie toho, ktorý proces vyhovuje vašej konkrétnej geometrii, materiálovým požiadavkám a scenáru objemu, spustíme analýzu. Nahrajte svoje dizajnové súbory, zdieľajte svoje cieľové zväzky a špecifikujte požiadavky na výkon, na ktorých záleží. Povieme vám, ktorý prístup má zmysel, ako vyzerá realistická štruktúra nákladov a či program zodpovedá našim výrobným možnostiam.
Nie každý projekt je vhodný pre náš obchod. Ale každý projekt má úžitok z toho, že sa pustí do cenovej ponuky s už identifikovaným správnym procesom.